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《中国科学院研究生院(海洋研究所)》 2012年
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初始异常空间结构对日本南部黑潮路径变异及其可预报性的影响

徐强强  
【摘要】:本文基于正压出入流模式,研究初始异常的空间结构对黑潮路径变异及其可预报性的影响。主要工作包括以下两个方面: 初始扰动对黑潮路径变异的影响机制研究。基于非大弯曲路径的平衡态,利用条件非线性最优扰动(CNOP)方法计算出CNOP初始扰动。考察CNOP初始扰动和随机初始扰动随时间发展,结果表明CNOP初始扰动能够导致大弯曲路径,而随机初始扰动不能。因此,CNOP初始扰动可以作为导致黑潮路径发生大弯曲的一种最优前期征兆。进一步分析结果表明:1. CNOP初始扰动使黑潮发展出大弯曲路径的过程是一个气旋涡向下游传播并增长的过程。2.气旋涡的向东传播是由于非线性项的作用,即涡度平流造成的。3. CNOP初始扰动和随机初始扰动发展过程中所产生的气旋涡都会向下游传播,但是CNOP初始扰动实验中的气旋涡能增强并导致黑潮发生大弯曲路径,而随机实验中的气旋涡则会减弱最终不能导致黑潮发生大弯曲路径。在CNOP实验中非线性作用使气旋涡增大;在随机实验中,非线性的作用则是在使其减弱。因此非线性作用对黑潮路径发生大弯曲起着很重要的作用。4.底摩擦效应对黑潮路径发生大弯曲的作用不大。 初始扰动的位置和模态对黑潮路径变异影响的研究。通过CNOP初始扰动的空间结构确定CNOP敏感区,并在CNOP敏感区附近选出20个区域。在包括CNOP敏感区在内的21个区域内叠加CNOP初始扰动,计算不同区域内叠加CNOP初始扰动发展得到的目标函数;然后又在21个区域内分别叠加40组随机初始扰动,计算它们导致的目标函数平均值。结果发现:1.将CNOP初始扰动叠加到CNOP敏感区内的目标函数最大;2.在CNOP敏感区内叠加随机初始扰动的目标函数值会比其他区域内更大;3.在不同区域内叠加CNOP型初始扰动的目标函数要比随机初始扰动大;4.在CNOP敏感区内叠加的随机初始扰动与CNOP型初始扰动相似性高的目标函数更大。以上结果说明,CNOP敏感区内的初始扰动对黑潮路径变异有更大影响,而其他区域内初始扰动的影响相对较小;另外,CNOP初始扰动要比随机初始扰动更容易导致黑潮路径弯曲。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P456

知网文化
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